Международные проекты

Если вы заинтересованы в совместных исследованиях с иностранными партнерами, международный научный отдел готов помочь с поиском зарубежных ученых и исследовательских групп, открытых конкурсов для получения финансирования исследовательских проектов, а также обеспечить сопровождение хода проекта до получения результатов.

Текущие международные исследовательские проекты ТГАСУ

 

1.Исследование деформационного поведения сплава Ni3Ge как основы для создания новых высокотемпературных промышленных материалов для нужд авиакосмической техники. Studying deformation behavior of thealloy Ni3Ge as a base for production of novel high-temperature industrial materials in aerospace engineering.

Зарубежный партнер: University of Cambridge / Rolls-Royce University Technology Centre, Department of Materials Science and Metallurgy, Великобритания

Основная информация о проекте

Исследование деформационного поведения сплава Ni3Ge как основы для создания новых высокотемпературных промышленных материалов для нужд авиакосмической техники

Сроки реализации проекта: 2014 – 2015 гг.

Основные исполнители: Кафедра физики ТГАСУ, Кафедра материаловедения и металлургии Кембриджского университета Великобритании, в лице Доктора Катерины Рае

Доктор Кэтрин Рае является известным специалистом в области исследования интерметаллидов и суперсплавов. Она является профессором кафедры материаловедения и металлургии Кембриджского университета и сотрудником Университетского технологического центра Rolls-Royce.

Компания Rolls-Royce ведет активное сотрудничество с кафедрой материаловедения и металлургии Кембриджского университета, в частности в рамках исследования высокотемпературных материалов для аэрокосмического применения, что является одним из ключевых научных интересов доктора Рае.

Текущие проекты коллектива, возглавляемого доктором Кэтрин Рае, затрагивают проблемы взаимосвязи структурных и механических свойств с использованием электронной микроскопии. Проекты включают развитие исследований суперсплавов четвертого поколения; механические свойства суперсплавов, предназначенных для изготовления как лопаток, так и дисков турбин. Исследовательская группа применяет экспериментальные методы и методы математического моделирования.

Краткая аннотация

Основу современных материалов для ответственных деталей высокоэффективных двигателей составляют чаще всего интерметаллиды с положительным температурным коэффициентом сопротивления деформированию. Наиболее продвинутым из таких интерметаллидов является сплав ni3A l, который широко используется для создания различных вариантов суперсплавов. Актуальной задачей является создание суперсплавов на основе более высокопрочной в высокотемпературной области фазы Ni3Ge. Фаза Ni3Ge обладает наивысшим из бинарных сплавов на основе Ni сопротивлению деформированию при высоких температурах. Целью настоящего исследования является комплексное, детальное изучение пластического поведения монокристаллов сплава Ni3Ge, имеющих разные ориентации оси деформации, в широком интервале температур и напряжений, включающее в себя исследование механических свойств при разных видах нагружения, изучение эволюции дислокационной структуры деформированных образцов, дополненное теоретическим анализом механизмов, отвечающих за температурную аномалию механических свойств. В результате выполнения проекта будут установлены закономерности механических свойств и выяснена их природа температурной аномалии механических свойств фазы Ni3Ge. На основе выполненных исследований будет сформулированы рекомендации по использованию фазы Ni3Ge в качестве основы для создания суперсплавов нового поколения.

Основная задача

Выяснение физических механизмов, лежащих в основе деформационного поведения интерметаллида Ni3Ge при различных термосиловых воздействиях.

Методы и подходы

1.Механические испытания монокристаллов сплава Ni3Ge с использованием различных схем нагружения: одноосного статического сжатия, ползучести, релаксации деформирующих напряжений, вариации скорости и температуры деформации.

2.Исследование деформационного рельефа и поверхности разрушения с использованием оптической микроскопии и сканирующей электронной микроскопии.

3.Изучение эволюции дислокационной структуры с использованием просвечивающей дифракционной электронной микроскопии.

4.Изучение структуры ядер сверхдислокаций с использованием просвечивающей электронной микроскопии прямого разрешения.

Ожидаемые научные результаты 

1.Будут получены кривые течения, температурные зависимости предела и сдвиговых напряжений для монокристаллов сплава Ni3Ge, имеющих отклонение состава от стехиометрии. Будут установлены стадии на температурных зависимостях предела текучести.

2.Будут получены кривые ползучести для монокристаллов сплава Ni3Ge при различных приложенных напряжениях и температурах испытания.

3.Будут получены кривые деформации монокристаллов сплава Ni3Ge в опытах с вариацией скорости и температуры деформации.

4.Будут получены кривые релаксации напряжений для монокристаллов сплава Ni3Ge при различных приложенных напряжениях и температурах испытания.

5.На основе электронно-микроскопических исследований будут получены экспериментальные данные об эволюции дислокационной структуры деформированных образцов, определены параметры дислокационной структуры. Эти параметры будут использованы для определения вкладов различных механизмов в деформирующие напряжения при различных температурах испытания с целью объяснения температурной аномалии механических свойств.

6.Будет разработан оригинальный подход к проведению термоактивационного анализа для сплавов со сверхструктурой L12, обладающих аномальной температурной зависимостью механических свойств. В основу подхода будет положен принцип суперпозиции механизмов, дающих нормальный и аномальный отклики на изменение скорости или температуры деформации. На основании предложенного подхода будут определены основные термоактивационые параметры пластической деформации, такие как активационный объем, энергия активации.

7.Экспериментально с использованием просвечивающей электронной микроскопии прямого разрешения будут получены значения энергий планарных дефектов для монокристаллов сплава Ni3Ge.

8.Будет построена математической модель ползучести монокристаллов сплавов со сверхструктурой L12 с использованием полученных экспериментальных данных в качестве параметров модели.

Разработанные международные исследовательские проекты ТГАСУ в 2014 году

 

1.Сейсмическая уязвимость и усиление существующих кирпичных зданий в России. Seismic vulnerability and retrofit of existing brick masonry buildings in Russia.
Зарубежный партнер: Политехнический университет Турина, Италия

2.Разработка и верификация физико-математических моделей теплового состояния инновационных ограждающих конструкций малоэтажных зданий с использованием гелиосистем. Developing and verifying physical and mathematical models of thermal condition for innovative building envelopes of low-rise buildings with the use of solar systems.

Зарубежный партнер: Исследовательский центр энерго ресурсо-эффективных технологий, Университет Прикладных Наук г.Штутгарт, Германия

3.Разработка энергоэффективных малоэтажных зданий и научное обоснование применения в них автономных энергетических комплексов на базе геотермальной, ветровой и солнечной энергии в сочетании с использованием теплоэффективных ограждающих конструкций на территории Сибири. Developing energy efficient low-rise buildings and scientific justification of applying autonomous energy complexes based on geothermal, wind and solar energy combined with the use of multi-layered exterior walls with increased heat-protective properties on the territory of Siberia.

Зарубежный партнер: SWT-Stuttgart и Исследовательский центр энерго ресурсо-эффективных технологий, Университет Прикладных Наук г.Штутгарт, Германия

4.Модификация поверхности древесины и деревянных полимерных композиционных материалов с использованием плазмы и электромагнитного поля. Plasma based surface modifications of wood and wood polymer compound (WPC) materials and the application of electromagnetic fields for wood and WPC treatment.

Зарубежный партнер: INNOVENTTechnologyDevelopment, г.Йена, Германия

Разработанные международные исследовательские проекты ТГАСУ в 2013 году

1.Инновационное проектирование, конструирование и анализ элементов и пространственных систем, направленных на предотвращение разрушения и обеспечение устойчивости к внешним воздействиям и взрывам. Innovative design, engineering and analysis of elements and spatial structures made of materials allowing inelastic deformation under static and dynamic loads with possible reinforcement of separate elements and nodes with composite materials and application of new constructive solutions to prevent fracture and provide robustness and resilience to exceptional loads like environmental effects, explosions and impacts.

Ведущий ученый: Бернардино Киаиа, Политехнический университет Турина, Италия

2.Высокие технологии бетона: управление структурой и качеством высокопрочных тяжелых и легких бетонов в строительстве и инновационных технологий их изготовления (ACT). Advanced concrete technologies: internal curing of high-performance light-weight and heavy concrete and its innovative production technology (ACT).

Ведущий ученый: Константин Ковлер, Технион — Израильский технологический институт, Израиль

3.Устойчивые здания: Комплексные строительные технологии для экологически безопасных, энергоэффективных и комфортных зданий. Sustainable buildings: Integrated building technology for ecologically-safe, energy efficient and comfortable buildings.

Ведущий ученый: Кэри Джеймс Саймонсон, Университет Саскачеван, Канада

4.Плазменные технологии для получения модифицированных композиционных строительных материалов и функциональных покрытий нового поколения, используемых в строительной отрасли. Plasma technology for obtaining modified composite building materials and functional coating of new generation in construction industry.

Ведущий ученый: Райнер Хипплер, Университет г.Грайсвальд, Германия

5.Разработка принципов создания суперсплавов на основе новых композиций. Development of the fundamental principles for creating superalloys based on novel compositions.

Ведущий ученый: Доктор Кетрин Рае, Кембриджский университет, Великобритания

6.Энергоэффективные здания и применение возобновляемых источников энергии в районах с различными климатическими условиями. Sustainable buildings and renewable supply of districts in different climate zones. 

Ведущий ученый: Айкер Урсула, Университет прикладных наук г. Штутгарт, Германия