Сегодня команда учёных университета занимается изучением воздействия интенсивных потоков энергии на материалы с целью увеличения их эксплуатационных характеристик – износостойкости, микротвердости, и других параметров эксплуатации, а также нанесения защитных покрытий.

– Мы занимаемся этой проблематикой около десяти лет, в последние годы наметилась тенденция воплощения наших научных разработок в жизнь, – говорит исследователь.

Показателен пример испытаний резца, который используется в токарных станках – до модификации резец выходил из строя после обработки восьми деталей – а после модификации интенсивными потоками энергии его хватает более чем на две сотни! Аналогичными исследованиями занимаются в Японии – по технологиям, разработанным в Томске. С помощью плазмогенератора «ПИНК» обрабатывались бритвенные лезвия, в результате срок их службы существенно увеличился, что привело к росту продаж.

ЮУрГУ по государственной программе поддержки национальных исследовательских университетов приобрел установку для генерации низкоэнергетических сильноточных энергетических пучков с возможностью нанесения тонких металлических покрытий.

– Мы берем любой материал (сейчас это металл) и воздействуем на него интенсивными потоками энергии. Это могут быть электронные или ионные пучки и плазменные потоки. В результате материал за короткое время – от единиц до десятков микросекунд – переходит из твёрдого состояния в жидкое и обратно. Невооруженным глазом этого процесса не заметить, но в результате мы получаем очистку поверхности, гомогенизацию приповерхностных слоев и высокоскоростную закалку, – рассказывает Артём Лейви.

В результате происходит модификация материала – меняется его структура, повышаются эксплуатационные характеристики: микротвёрдость, износостойкость. Кроме того, после такой обработки на металл можно наносить защитные покрытия.

Особенность исследований южно-уральских ученых заключается в том, что они основаны на теоретических разработках, благодаря которым можно снизить затраты на практические опыты, а также сократить срок выполнения работ, который на сегодняшний день превышает пять лет.

– Мы проводим соответствующие численные исследования, которые позволяют определить оптимальные параметры обработки без проведения экспериментальных исследований. В результате разработку можно осуществить намного быстрее и с меньшими затратами труда, – поясняет учёный.

Самое сложное – найти «золотую середину», то есть оптимальные режимы обработки. К тому же, для каждого материала эти параметры индивидуальны. Каждый раз при использовании нового материала приходится начинать исследования заново.

В настоящее время команда учёных вуза ведет активные переговоры с крупными предприятиями Челябинской области о внедрении своих разработок в промышленных масштабах. Уже проведен ряд успешных испытаний. На основе собственных теоретических исследований, используя современное оборудование, ученые ЮУрГУ занимаются разработкой уникальной технологии нанесения тонких пленок с увеличенными сцепляющими свойствами, а также нанесения защитных покрытий на токарные резцы.