Отчет о научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе «Разработка и материаловедческое обоснование создания материалов и изделий на основе сплавов с памятью формы с управляемой структурой и пьезоэлектрической керамики с применением аддитивных 4D-технологий. Этап 2021 года» (Этап 1. Промежуточный)
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА 4-D ПЕЧАТЬ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА СПЛАВ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ ПОРОШКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ГРАДИЕНТНАЯ ПЛОТНОСТЬ
В соответствии с Техническим заданием целью работы является разработка технологических процессов получения изделий на основе сплавов с памятью формы с управляемой структурой и пьезоэлектрической керамики с применением аддитивных 4D-технологий. На этапе 1 были проведены работы по разработке и верификации численных компьютерных моделей для прогнозирования механических свойств образцов СПФ системы Ti-Ni с различным химическим составом, а также для прогнозирования усталостной прочности образцов разработанной конфигурации с пористой структурой (градиентной плотностью). Было составлено техническое задание на разработку макета изделия на основе СПФ системы Ti-Ni, а также разработаны методика и программа его испытания. Проведено исследование физико-технологических характеристик атомизированного порошка системы Ti-Ni для изделий, полученных методом LMD (LMD изделий). Также на этапе 1 была проведена отработка технологии синтеза пьезокерамического порошка на базе системы титаната бария и технологии получения порошков разного гранулометрического состава для использования в аддитивном производстве. Проедено исследование технологических и реологических характеристик используемых керамических материалов. Проведен анализ и выбор возможных способов создания методами аддитивного производства градиентного пьезокерамического материала для возможности управления его функциональными характеристиками.
Термомеханическая и термическая обработка СПФ на основе Ti-Ni позволяет эффективно управлять комплексом механических и функциональных характеристик за счет формирования широкого спектра структур (нанокристаллической, полигонизованной, рекристаллизованной). Применение аддитивных 4D-технологий (как самостоятельной операции, так и в комбинации с термообработкой по различным режимам), в данный момент широко не используемое для этих сплавов, в перспективе позволит снизить трудоемкость изготовления деталей и сложных элементов конструкций из СПФ на основе Ti-Ni и значительно расширить границы их применения. В связи с этим, использование аддитивных 4D-технологий для изготовления деталей из СПФ на основе Ti-Ni является весьма перспективным.
Анатолий
Попович
Анатольевич
Директор ИММиТ
Доктор технических наук
Профессор
-
56670993100
45653
РОССИЯ
Виталий
Сергеев
Владимирович
Первый проректор
РОССИЯ
29.19.15
Фазовые равновесия и фазовые переходы
53.39.31
Порошковая металлургия цветных металлов и их сплавов
53.49.07
Физические свойства металлов и сплавов
53.49.05
Фазовые и структурные превращения в металлах и сплавах
02.05.PM
MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY
02.05.QF
MATERIALS SCIENCE, CHARACTERIZATION & TESTING
Олег
Панченко
Владиславович
разделы 2, 3
РОССИЯ
Эдуард
Фарбер
Михайлович
раздел 2
РОССИЯ
Людмила
Разумова
Владимировна
разделы 2, 7
РОССИЯ
Анатолий
Попович
Анатольевич
введение, заключение, приложение Б
РОССИЯ
Николай
Разумов
Геннадьевич
разделы 2, 5
РОССИЯ
Евгений
Борисов
Владиславович
разделы 3, 5, 6
РОССИЯ
Павел
Новиков
Александрович
разделы 1, 4
РОССИЯ
Алина
Мазеева
Константивовна
разделы 5, 6
РОССИЯ
Дмитрий
Масайло
Валерьевич
раздел 7, приложение В
РОССИЯ
Игорь
Полозов
Анатольевич
разделы 3, 5, 6
РОССИЯ
Антон
Сотов
Владимирович
разделы 9, 10
РОССИЯ
Тагир
Махмутов
Юраевич
раздел 2
РОССИЯ
Алексей
Шамшурин
Игоревич
приложение В
РОССИЯ
Алексей
Силин
Олегович
разделы 1, 4, приложение А
РОССИЯ
Сергей
Игошин
Дмитриевич
раздел 7, приложения А, В, Г
РОССИЯ
Артем
Ким
раздел 9
КАЗАХСТАН
Дмитрий
Коробов
Дмитриевич
раздел 9
РОССИЯ
Арсений
Репнин
Вячеславович
разделы 1, 4
РОССИЯ
Кирилл
Стариков
Андреевич
разделы 8, 9
РОССИЯ
Михаил
Троцкий
Вадимович
раздел 8
РОССИЯ
Андрей
Чвартацкий
Викторович
раздел 9
РОССИЯ
Евгений
Гюлиханданов
Львович
раздел 6
РОССИЯ
Вадим
Кораблев
Васильевич
раздел 2
РОССИЯ
Андрей
Рудской
Иванович
разделы 1, 4
РОССИЯ
Павел
Ковалев
Валерьевич
раздел 2
РОССИЯ
Андрей
Волков
Николаевич
разделы 1, 2
РОССИЯ
Ирина
Максарова
Юрьевна
разделы 1, 4
РОССИЯ
Никита
Голубков
Александрович
раздел 2, приложение А
РОССИЯ
Николай
Волков
Андреевич
разделы 3, 5
РОССИЯ
Артем
Кантюков
Дмитриевич
раздел 8
РОССИЯ
Андрей
Козлович
Владимирович
разделы 1, 4
РОССИЯ
Федор
Глухих
Леонидович
раздел 2
РОССИЯ
Вадим
Суфияров
Шамилевич
разделы 8, 9, 10
РОССИЯ
Алексей
Орлов
Валерьевич
разделы 1, 2, 3, 4, 5, 6
РОССИЯ
Николай
Озерской
Евгеньевич
раздел 7
РОССИЯ
Ирина
Рудская
Андреевна
раздел 5
РОССИЯ
Ирина
Мутылина
Николаевна
разделы 2, 5
РОССИЯ
Виктория
Соколова
Владиславовна
раздел 10
РОССИЯ
ГОСКОРПОРАЦИЯ "РОСАТОМ"
ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "РОСАТОМ"
1077799032926
Организация
Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Государственные корпорации
ФГАОУ ВО СПБПУ,СПБПУ,ФГАОУ ВО "СПБПУ", САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО"
1027802505279
АНДРЕЙ
РУДСКОЙ
ИВАНОВИЧ
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные автономные учреждения