Новые материалы и химические технологии
15. Металлы и сплавы со специальными свойствами
15.1. Металлы и сплавы со специальными свойствами.
15.1.1. Определение
Металлы и сплавы со специальными свойствами – совокупность моно-и поликристаллических, аморфных и нанокомпозитных материалов, обладающих способностью очень сильно (на несколько порядков), даже в слабых полях внешних воздействий, изменять некоторые их физические свойства очень важные для практического применения.
15.1.2. Назначение и материальная основа
Технология разработки и создания материалов и сплавов со специальными свойствами предназначена для создания аппаратов и устройств, работающих в экстремальных условиях в качестве их элементной базы, а также для прогнозирования сроков их эксплуатации, активных элементов гасителей, усилителей, эффективных излучателей упругих колебаний, датчиков магнитных, электрических и упругих полей, управляемых акустических линий задержки, устройств модуляции акустического и оптического сигналов.
Материальную основу этих технологий составляют материалы, полученные на основе использования ферромагнетиков, ферритов, сегнетоэлектриков и сегнетомагнетиков, в том числе в качестве нанодисперсных включений в немагнитную и несегнетоэлектрическую матрицу, а также теоретические разработки, связанные с изучением физических свойств перечисленных материалов, полученные А.А. Родионовым с сотрудниками КурскГТУ, создаваемые вычислительные комплексы для расчета важнейших диссипативных и акустических параметров магнитных, сегнетоэлектрических и сегнетомагнитных материалов.
15.1.3. Область применения
Результаты применения технологии разработки и создания материалов со специальными свойствами могут быть использованы как в гражданских, так и военных технических областях:
- моделирование элементной базы и технологий получения суперэффективных материалов (в особенности с использованием сегнетомагнетиков) для нужд электроники и микроэлектроники;
- создание материалов с легкоуправляемыми диссипативными свойствами, как для упругих, так и для электромагнитных волн;
- создание материалов пригодных для широкого диапазона частот, включая СВЧ диапазон, в качестве рабочих элементов линий связи, временной задержки, сегнетоэлектрических параметрических усилителей, сосредоточенных элементов в технике СВЧ и т.д.;
- создание высокоэффективных излучателей акустических волн с перестраиваемыми параметрами;
- разработка материалов с сильно выраженными демпфирующими свойствами (с большим управляемым коэффициентом акустического поглощения) способных практически полностью поглотить энергию падающей или развивающейся в материале упругой волны. Данные материалы могут использованы, например, как в бронетанковой технике, так и в подводном и надводном флотах;
- разработка надежных высокоэффективных датчиков электрических и магнитных полей, измерителей амплитуд акустических и электромагнитных колебаний, датчиков деформации;
- зондирование магнитоэлектрической и сегнетоэлектрической структуры малыми переменными упругими и электромагнитными полями при одновременном воздействии постоянными упругими, электрическими и магнитными полями.
15.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии
- расширение номенклатуры традиционных производств и создание новых видов материалов и изделий на предприятиях Курской области;
- разработка и создание элементной базы современной аппаратуры и устройств на основе материалов со специальными свойствами;
- разработка активных элементов измерительной аппаратуры (тензодатчики, датчики акустических, магнитных, электрических полей);
- разработка высокоэффективных акустических излучателей, линий связи, временной задержки;
- разработка материалов с сильно выраженными демпфирующими свойствами (с большим управляемым коэффициентом акустического поглощения);
- управление предельно допустимыми параметрами конструкционных материалов (например, предельное механическое напряжение и т.д.);
- прогнозирование критических параметров конструкционных материалов (критическое время нормальной безаварийной работы, предельно допустимые механические напряжения и т.д.);
- создание компьютерных вычислительные комплексов для расчета важнейших диссипативных и акустических параметров магнитных, сегнетоэлектрических и сегнетомагнитных материалов, а также прогнозирование и оптимизация выходных характеристик этих высокотехнологичных материалов.
16. Каталитические системы и технологии
16.1. Каталитические системы и технологии.
16.1.1. Определение
Технология – совокупность и последовательность операций, режимов их проведения и аппаратурного оформления, приводящее к получению желаемого химического результата (определённого вещества, композиции или иного результата, например, крашения, других видов отделки).
Каталитические системы – совокупность отдельных веществ, обеспечивающих необходимые каталитические функции при проведении лежащего в основе технологии химического процесса.
16.1.2. Назначение и материальная основа.
Материальную основу технологии и каталитических систем составляют полученные при изучении конкретного процесса сведения о его механизме, кинетических закономерностях, а также о катализе и конкретных катализаторах.
16.1.3. Область применения.
– Разработка малоотходных и малоэнергоёмких технологий получения конкретных химических веществ и композиций целевого назначения.
– Совершенствование существующих технологий в направлении снижения энергоёмкости и отходов производства.
– Использование в химических превращениях природного сырья (рудных материалов).
– Достижение иного химического результата более прогрессивными методами и приёмами.
16.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.
– Разработка перспективных и с лучшим комплексом свойств композиций для лакокрасочных покрытий, жирования кож, смачивания разных веществ, других отделочных операций.
– Использование железных руд и их концентратов в качестве мягких окислителей в различных химических производствах.
– Совершенствование используемых на предприятиях региона химических технологий, а также замена на новые, обеспечивающие желаемый результат и являющиеся более малоотходными и менее энергоёмкими.
17. Материалы для микро- и наноэлектроники
17.1. Материалы для микро- и наноэлектроники.
17.1.1. Определение
Материалы для микро- и наноэлектроники –новые полупроводниковые материалы электроники, использование которых способно обеспечить создание элементарных электронных устройств микро- и нано- размеров с различными принципами функционирования.
17.1.2. Назначение и материальная основа
Материалы для микро- и наноэлектроники и технологии их получения предназначены для создания электронных устройств нового поколения с повышенным быстродействием и сниженным энергопотреблением.
Материальную основу составят действующие технологические линии по получению полупроводниковых соединений и пленочных структур.
17.1.3. Область применения.
Материалы для микро- и наноэлектроники применяются как основа для создания устройств электронной техники – вычислительных, телекоммуникационных, навигационных систем различного назначения.
17.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.
- исследования в области технологии получения магнитных полупроводников.
- разработка новых технологий получения гибридных материалов ферромагнетик – полупроводник (нанокластеры, протяженные иглы микро- и нанометрового диаметра, включенные в полупроводниковую матрицу) для использования их в качестве эффективного спинового инжектора.
- разработка новых технологий производства устройств спинтроники - нового поколения вычислительной техники, таких как спиновые диоды, спиновые транзисторы, в которых носителем информации является не заряд, а спин электрона.
18. Мембранные технологии
18.1. Мембранные технологии для очистки жидкостей.
18.1.1.Определение.
Мембранные технологии для очистки жидкостей – совокупность методов и средств очистки жидкостей, путем фильтрации через систему мембран.
18.1.2. Назначение и материальная основа.
Мембранные технологии для очистки жидкостей предназначены для комплексной очистки жидкостей от вредных примесей путем фильтрации. Материальную основу этих технологий составляет специальное технологическое оборудование, включающее мембранные фильтры, насосы, систему подачи, регулирования и контроля.
18.1.3. Область применения.
Мембранные технологии для очистки жидкостей используются в следующих областях:
- переработка пищевых продуктов;
- сахарная промышленность;
- фармакология;
- медицина;
- экология.
18.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.
- создание новых технологий производства сахара на сахзаводах Курской области;
- технологии производства пектина из отходов сахарной промышленности;
- создание высокоэффективных технологий очистки питьевой воды;
- производство биологически активных добавок на биофабрике г.Курска;
- технологии переработки пищевых продуктов на предприятиях Курской области.
19. Полимеры и композиты
19.1. Технологии создания и производства полимерных материалов
19.1.1. Определение.
Технологии создания и производства полимерных материалов - совокупность методов и средств получения синтетических веществ на основе макромолекул.
19.1.2. Назначение и материальная основа.
Технологии создания и производства полимерных материалов предназначены для получения новых конструкционных материалов, применяемых вместо таких традиционных материалов, как металлы, дерево, стекло и т.п.
Материальную основу этих технологий составит разрабатываемое высокоэффективные технологии химических производств.
19.1.3. Область применения.
Технологии создания и производства полимерных материалов применяются в химической промышленности, а также на предприятиях других отраслей при производстве отдельных деталей, упаковки и т.п.
19.1.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.
- Повышение объемов, качества и ассортимента продукции химической отрасли промышленности Курской области.
- Обеспечение потребности предприятий в упаковках из полимерных материалов.
19.2. Технологии создания и производства композитов
19.2.1. Определение.
Технологии создания и производства композитов - совокупность методов и средств получения материалов, состоящих из металлической или неметаллической основы (матрицы) с заданным распределением в ней упрочнителей.
19.2.2. Назначение и материальная основа.
Технологии создания и производства композитов предназначены для производства деталей машин, оборудования, инструмента, протезов, имплонтантов с повышенными конструкционными, эксплуатационными и технологическими характеристиками (повышенной удельной прочностью, трещиностойкостью, износостойкостью, пожаробезопасностью и др.).
Материальную основу этих технологий составит разрабатываемое высокоэффективное оборудование для получения и дозирования смесей, формования изделий и оборудование для термообработки.
19.2.3. Область применения.
Технологии создания и производства композитов разрабатываются в интересах авиакосмической промышленности, судостроения, машиностроения, электронной техники, энергетики, электротехнической и радиотехнической промышленности, транспорта, строительства, медицины.
19.2.4. Перечень выявленных территориальных проблем, при решении которых предполагается использовать технологии.
- Расширение номенклатуры традиционной продукции и создание новых видов материалов и изделий на предприятиях Курской области.
- Повышение объемов, качества и ассортимента продукции химической отрасли промышленности Курской области.
- Разработка новых технологий и расширение номенклатуры алмазного инструмента.
- Развитие производства продукции пищевой промышленности и расширение ассортимента товаров бытового назначения.
- Разработка и создание высокоэффективной сельскохозяйственной техники.
- Получение сыпучих смесей высокого качества в различных отраслях промышленности.
- Повышение долговечности и качества облицовочных материалов в домостроении и улучшение архитектурно-художественного оформления фасадов зданий и сооружений.
- Повышение долговечности и качества кровельных и гидроизоляционных материалов, используемых в домостроении, жилищно-коммунальном хозяйстве и при эксплуатации производственных зданий и сооружений.