Итоги симпозиума

Очередной XIV симпозиум EPNM-2018 прошел с 14 по 18 мая 2018 года в культурной столице России, великолепном Санкт-Петербурге.

Организаторами симпозиума стали Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения им. А.Г. Мержанова Российской академии наук (ИСМАН), Научный центр в Черноголовке и АО «Энергометалл», г. Санкт-Петербург, многие годы являющееся партнером по проведению симпозиумов EPNM.

Симпозиум проходил в конференц-залах гостиницы «Санкт-Петербург», из панорамных окон которой открывался восхитительный вид на Неву, Дворцовый и Литейный мосты, а также на знаменитый и известный всем крейсер «Аврора».

В работе EPNM-2018 приняло участие около 120 специалистов из США, Германии, Франции, Китая, Японии, Португалии, Польши, Нидерландов, Чехии, Словакии, Армении, Эстонии, Бразилии, Украины и России. Важно отметить, что в работе симпозиума приняло участие большое количество молодых ученых – кандидатов наук, инженеров и аспирантов из России (из Санкт-Петербурга, Черноголовки, Москвы, Новосибирска, Барнаула, Тамбова), а также Польши, Португалии, Армении, Эстонии и Нидерландов.

Симпозиум EPNM-2018 смог быть организован и проведен на очень высоком уровне, благодаря поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, а также Отделения химии и наук о материалах РАН. В очередной раз помощь в организации мероприятия оказали постоянные спонсоры – компании NobelClad (США), АО «Энергометалл» (Россия), Explomet (Польша). Их многолетняя поддержка помогает проводить наше мероприятие на высоком организационном уровне и содействовать участию молодых специалистов в работе симпозиума.

За пять дней работы симпозиума было заслушано и обсуждено 46 устных и 38 стендовых докладов.

Симпозиум открыл председатель Оргкомитета конференции, директор ИСМАН член-корр. РАН М.И. Алымов. На церемонии открытия выступили генеральный директор АО «Энергометалл» В.С. Вакин. профессор Джон Банкер (Prof. J. Banker, USA), профессор Рикардо Мендеш (Prof. R. Mendes, Portugal), доктор Зигмунт Шульц (Dr. Zygmunt Szulc, Poland) и др.

Научная часть началась с пленарного доклада М.И. Алымова о результатах ведущихся в институте исследований по сварке взрывом, самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу и электротермическому взрыву (electrothermal explosion). Эстафету подхватил президент компании «Clad Metal Consulting» J. Banker и в своем докладе представил анализ становления и развития металлообработки взрывом в мире. По результатам анализа был сделан вывод, что штамповка взрывом не выдержала конкуренции с другими технологиями формообразования и прекратила существование, в то время как сварка взрывом прочно удерживает свою нишу в коммерческом производстве с мировым годовым объемом около 1 миллиарда долларов США. Тем не менее, по мнению профессора Дж. Банкера (J. Banker), необходимо постоянно искать новые области приложения этой технологии. В.С. Вакин представил развернутый отчет проводимых работ по сварке взрывом в АО «Энергометалл», привел примеры успешной кооперации в изготовлении коммерческой продукции, в частности в компании был изготовлен биметалл для Международного экспериментального термоядерного реактора, строящегося в исследовательском центре Кадараш (Cadarache) на юге Франции (проект ITER).

Все доклады о последних работах в области обработки и синтеза материалов с применением взрыва и высокотемпературного синтеза, представленные на симпозиуме, были интересными и содержательными. В докладе проф. А.А. Штерцера (соавторы А.А. Deribas, Е.Е. Zubkov) описана еще одна «взрывная» технология – упрочнение взрывом, которая успешно применяется в коммерческом производстве железнодорожных стрелочных переводов (railroad switch frogs). Представитель НИЦ “Курчатовский институт” – ЦНИИ КМ “Прометей” И.А. Счастливая подробно представила результаты многолетних исследований по изучению механизма и роста дефектов в биметаллических материалах (сталь/титан) в зависимости от проводимых технологических операций и видов нагружения.

С обстоятельным пленарным докладом, посвященным последним достижениям фундаментальной и прикладной науки в области сверхпластичности и интенсивной пластической деформации высокотемпературных металлических материалов для получения сложно-профильных изделий, применяемых в аэрокосмической и авиационной промышленности, выступил член-корр. РАН, директор Института проблем сверхпластичности металлов РАН Р.Р. Мулюков.

Доклады участников симпозиума представляют интерес для исследователей, инженеров и бизнесменов, работающих в области получения новых материалов высокоэнергетическими методами (High-Energy Techniques). Отметим, что в последние годы активные исследования по сварке взрывом алюминия со сталью с применением эмульсионных взрывчатых веществ и ANFO (смесь аммиачной селитры с дизельным топливом) проводятся в университете г. Коимбра в Португалии (R. Mendes, I. Galvao, G. Carvalho и др.). Что касается ANFO, важные для практических приложений эксперименты, проведенные В. Петром из Горной школы в Колорадо (V. Petr, Colorado School of Mines, USA) обнаружили существенное влияние плотности частиц аммиачной селитры на скорость детонации этого взрывчатого вещества. Серьезные успехи достигнуты сотрудниками Пекинского Технологического Института (Institute of Technology, Beiling, China) под руководством профессора П. Чена (P. Chen). Например, в докладе представленном Q. Zhou описаны интересные результаты по синтезу многослойного графена (few-layer grapheme) ударно-волновым методом, а H. Yin рассказал о получении наночастиц железа в углеродной оболочке взрывом смеси взрывчатого вещества с тристеаратом железа (iron tristearate) в вакуумируемой взрывной камере (vacuum explosion chamber). Исследования по ударно-волновому нагружению карбида вольфрама в мегабарном диапазоне, проведенные Т. Шлотауэром из Технического университета горной академии во Фрайберге (T. Schlothauer, Technical University Bergakademie Freiberg) показали, что имеет место переход WC > W₂C + алмаз.

Как всегда, информативными были доклады Л. Кечкеша (L. Kecskes) из компании Matsys Inc. Sterling (USA) о работах, проведенных совместно с исследователями из Грузии (A.B. Peikrishvili, E.Sh. Chagelishvili, G.F. Tavadze, B.A. Godibadze и др.). Для получения компактов из высокопрочных материалов они используют эффективный метод взрывного прессования с предварительным нагревом контейнера (Hot Explosive Consolidation). Причем в порошковых смесях Ta-Al, Nb-Al и V-Al за счет высокотемпературного нагрева выше температуры запуска самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (≥ 940 °С для Ta-Al) взрывное прессование происходит в жидкофазном состоянии продукта СВС. Методом HEC удалось также получить малопористые компакты из наноразмерных порошковых смесей W-Ag, W-Cu, W-Ta.

Ряд докладов был посвящен исследованию процесса высокоскоростного соударения материалов, изучению зоны соединения в биметаллах и изучению процесса синтеза с применением самых современных методов, приборов и оборудования. Так, японский исследователь A. Mori из университета Соджо (Sojo University) представил оптические снимки кумулятивных струй, возникающих при косом соударении пластин из разнородных материалов. Характерно, что при соударении меди с магниевым сплавом AZ31 частицы сплава, из которых состоит струя, воспламеняются при взаимодействии с воздухом. Х. Пауль из Института металлургии и материаловедения Польской академии наук (H. Paul, Institute of Metallurgy and Materials Science, Polish Academy of Sciences) прецизионно на наноуровне исследовал зону соединения различных пар металлов (сталь/титан (Gr.5), сталь/циркониевый сплав Zr700, титан (Gr.1)/медь и др.) с помощью просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии (TEM and SEM) и сделал вывод, что в зоне контакта всегда существует очень тонкий слой расплава. К. Саксл из Института материаловедения Словакской академии наук (K. Saksl, Institute of Materials Research, Slovak Academy of Sciences) сообщил о новом методе диагностики остаточных напряжений в биметалле – двумерной рентгеновской дифрактометрии (two-dimensional X-ray diffraction method) с синхротронным источником излучения и с размером фокусного пятна 20 мкм. С применением того же синхротронного излучения, в режиме покадровой съемки с пикосекундной экспозицией, К. Тену из Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН с коллегами из других институтов СО РАН (K. Ten, Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB RAS) удалось зафиксировать образование и рост наноалмазов в детонационной волне.

Надо отметить, что в сравнении с предыдущими мероприятиями тематика симпозиума несколько расширилась и междисциплинарный характер представленных работ очень импонировал участникам симпозиума, что было отмечено на церемонии закрытия симпозиума выступающими участниками. Программа секций, которая была посвящена результатам исследований в области самораспространяющегося высокотемпературного синтеза включала в себя доклады по теории и моделированию процессов горения, синтезу функциональных и конструкционных материалов, защитных покрытий, слоевых композиционных материалов, порошковых материалов, а также по изучению новых гибридных процессов, сочетающих СВС и последующую обработку полученных материалов.

Профессор А.М. Столин (ИСМАН) представил доклад, где было дано описание нового технологического подхода и последние результаты, полученные при использовании метода свободного SHS-прессования. Были продемонстрированы первые новые образцы керамических пластин с размерами более 100 мм, полученных из материала на основе диборида титана.

С.В. Карпов (Тамбовский государственный технический университет) рассказал о современных подходах к математическому моделированию сложных нестационарных процессов теплообмена при свободном сжатии горячих СВС-продуктов.

Несколько работ было посвящено изучению закономерностей высокотемпературного синтеза так называемых ультравысокотемпературных материалов (ultra high temperature materials). Профессор В.И. Юхвид (ИСМАН) показал широкие возможности использования метода СВС-металлургии для получения материалов на основе силицида молибдена, используемого в качестве основы для получения изделий, способных работать в окислительной среде при температурах до 2000 °C. Молодой исследователь из МИСиС А.Ю. Потанин представил результаты исследований по высокотемпературному синтезу ультравысокотемпературных материалов на основе ZrB₂ , легированных SiC, MoSi₂, HfB₂ востребованных для изготовления ответственных изделий для гиперзвуковых летательных аппаратов. Профессор В.А. Шербаков (ИСМАН) в своем докладе рассказал о важных, практически значимых результатах по получению плотной ультравысокотемпературной керамики на основе комплексных систем Ta₄ZrC₅–CrB и Ta₄HfC₅–CrB.

Традиционно весомый блок работ был посвящен СВС материалам на основе интерметаллидов. Профессор А.Г Князева (Томский государственный университет) представила развернутый доклад по результатам математического моделирования процессов высокотемпературного взаимодействия при синтезе материалов на основе системы Ti-Al. А.Е. Сычев (ИСМАН) сделал интересный доклад по синтезу алюминида никеля с модифицирующей добавкой углерода. Обнаружено, что пластинчатые (графеноподобные) выделения углерода по границам зерен интерметаллида способствуют увеличению пластичности при сохранении прочности. Молодой ученый Е.И. Пацера (МИСиС) представил результаты по синтезу микрогранул из перспективного интерметаллидного сплава CompoNiAl M5 для формирования изделий сложной формы методами аддитивных 3D-технологий. Можно отметить интересный доклад молодого специалиста А.В. Собачкина (Алтайский государственный технический университет), в котором было показано, что обработка гамма-лучами механоактивированной смеси порошков Ti+Al увеличивает однородность получаемого методом СВС продукта TiAl и его устойчивость в условиях длительного высокотемпературного отжига.

В ходе работы симпозиума был представлен ряд докладов по консолидации пористых материалов с применением электроискрового спекания (Spark Plasma Sintering – SPS), в т. ч. в сочетании с другими методами воздействия на вещество. Так, участницы из Армении и Эстонии S. Aydinyan и T. Minasyan сделали интересные сообщения о спекании керамики ZrC+TiC+MoSi₂ и консолидации нанопорошка Mo+Cu с применением SPS. Профессор Е.Г. Григорьев (Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ») представил обстоятельный доклад по консолидации с использованием высоковольтных электрических импульсов для изготовления тонких колец из магнитомягкого сплава 49K2FA.

Доклад В.Н. Санина (ИСМАН) был посвящен решению экологических проблем, направленных на утилизацию техногенных отходов, образующихся в ходе высокотемпературной металлообработки (прокатки, штамповки и др.). Показана возможность коммерческой реализации СВС метода для получения широкого круга литых, комплексно-легированных ферросплавов различного практического применения.

Во время работы EPNM-2018 был проведен конкурс на лучшую работу среди молодых ученых, по итогам которого представительный Международный консультативный комитет выбрал победителей. Было решено отметить трех специалистов, занявших 3-е место. Ими стали: София Айдинян (Sofiya Aydinyan) - исследователь из Армении, которая работает сейчас в Таллиннском техническом университете, Сергей Карпов из Тамбовского государственного технического университета и Амадеуш Курек (Amadeusz Kurek) из производственно-исследовательской компании Explomet, Польша. Два 2-х места были присуждены работам Густаво Карвальо (Gustavo Carvalho) из Университета Коимбры, Португалия и Шен Земина (Sheng Zemin) из Пекинского технологического института, КНР. Лучшей работой, занявшей 1-е место, стала работа молодого ученого Ивана Батаева из Новосибирского государственного технического университета. Всем победителям были вручены памятные сувенирные тарелки с видами Санкт-Петербурга.

 

Социальная программа

Многие иностранные участники симпозиума впервые были в России и Санкт-Петербурге, поэтому организаторам мероприятия хотелось успеть, хоть немного, показать этот великолепный город на Неве. И это удалось! Этому способствовала установившаяся уникально теплая и солнечная погода, что совершенно несвойственно для этого времени года в Санкт-Петербурге. Для участников симпозиума была организована экскурсия на кораблике по Неве с выходом в Финский залив, во время которой можно было полюбоваться прекрасными видами Санкт-Петербурга, сделать незабываемые фотографии и послушать профессионального гида о великой, трагической и прекрасной истории одного из лучших городов России – нашей культурной столицы.

Главной частью экскурсионной программы была экскурсия в Петергоф, одним из самых восхитительных и завораживающих мест, не только в России, но и в мире. Экскурсия включала прогулку по Верхнему и Нижнему паркам, посещением гротов, а также экскурсией в Большой дворец, который своим великолепием поразил всех участников. Яркие лучи солнца, отраженные от позолоченных скульптур удивительной красоты фонтанов, аккуратно подстриженные кустарники и бесчисленные поля цветов это все окружало и создавало ощущение восторга. Русский Версаль, как часто называют Петергоф, оказался еще более блистательным, чем можно было ожидать – таково было мнение всех, без исключения, иностранных участников симпозиума.

После экскурсии в Петергоф всех участников EPNM-2018 ждал сюрприз – организованный в деревне Шуваловка (специально отстроенная деревня в русском стиле) мастер-класс по росписи матрешек. В течении часа более ста человек – маститых докторов наук, профессоров, молодых ученых со всей прилежностью и старанием, а также периодическими взрывами хохота расписывали каждый свою персональную матрешку, одновременно слушая рассказ про историю создания знаменитой на весь мир старинной русской куклы.

Банкет в русской избе, с вышколенными официантами в русской национальной одежде, а также с танцами и восхитительным исполнением «Подмосковных вечеров» ученым из Словакии Карелом Сакслом и профессором из Новосибирска А.А. Штерцером завершили прекрасный и незабываемый для всех день.

 

Об организации симпозиума

В завершении хочется отметить работу сплоченной команды Оргкомитета симпозиума EPNM-2018. Без их работы, большая часть которой остается не видна участникам, симпозиум было бы невозможно организовать и провести. На церемонии закрытия участники симпозиума особую благодарность выражали координатору Оргкомитета О.О. Лихановой, а также д.т.н В.Н. Санину, профессору А.А. Штерцеру, к.т.н. А.Е. Сычеву, О.А. Голосовой, О.В. Амелиной, А.М. Алымовой и Л.Е. Тарасовой.

Следующий XV симпозиум EPNM-2020 было решено провести в Пекине. За это единогласно проголосовали все члены Международного консультативного комитета.

До свидания, великолепный Санкт-Петербург, до встречи в современном и самобытном Пекине!

М.И. Алымов
А.А. Штерцер
В.Н. Санин
О.О. Лиханова