fifa2018 banner1

 

Научные направления кафедры

ИСТОРИЯ

формирования и развития научных направлений

на кафедре редких металлов и наноматериалов

Интерес к научно-исследовательским работам (НИР) преподавателей и студентов проявился сразу, особенно с появлением лабораторий. Первые лаборатории появились на кафедре у декана факультета Евгения Ивановича Крылова. Но еще раньше началась активная реферативная и кружковая работа. Через год премиями декана факультета были отмечены работы радиохимического направления, выполненные парами студентов: Некрашевич В.С. – Штольц А.К. и Пахолков В.С. – Карпов В.И.

Этот ранний опыт и задатки, проявленные в НИР еще в студенческие годы, оказали большое влияние на судьбы упомянутых и других молодых специалистов. Всеволод Степанович Некрашевич, прошел путь от мастера, начальника цеха ЧМЗ, г. Глазова до директора завода Северского химкомбината, впоследствии руководил филиалом ВНИИНМ им. А.А. Бочвара, награжден многочисленными орденами и медалями. Альберт Константинович Штольц, хорошо знающий свое дело, стал преподавателем кафедры радиохимии. Виктор Сергеевич Пахолков, фронтовик, израненный механик водитель танка Т-34, инвалид ВОВ стал доктором химических наук, профессором кафедры редких металлов; Виктор Иванович Карпов – доктором технических наук, заведовал лабораторией во ВНИИХТ.

Студентами Корейшо Ю.А. и Кузнецовым Ю.В. была выполнена экспериментальная научная работа по восстановлению ионов U(VI) до U(IV) в сульфатно-фторидных растворах, которая также отмечена премиями институтского и городского уровней. Эта неразлучная пара студентов и по жизни прошагала успешно. Оба в 1955 г. распределились на Чепецкий механический завод; прошли путь от мастеров до начальников цехов. Юрий Александрович Корейшо с 1958 по 1965 гг. работал в ГДР, в АО «Висмут»: от инженера химического цеха обогатительной фабрики дорос до директора гидрометаллургического завода. Позже он стал генеральным директором Прикаспийского горно-металлургического комбината (ПГМК). За работы по опреснению вод Каспия на реакторе БН-350 был удостоен Ленинской премии, награжден многочисленными орденами и медалями СССР и ГДР.  В 1973 г. судьба вновь свела их в г. Шевченко. На ПГМК прошли путь от главного инженера до директора комбината (по очереди – сначала Ю.В. Корейшо, за ним Ю.А. Кузнецов). Юрий Владимирович Кузнецов, единственный из выпускников физтеха, удостоен Золотой Звезды  Героя социалистического труда.

С приходом Анатолия Ивановича Жукова (доцента, кандидата химических наук) и старшего лаборанта Александра Григорьевича Лебедева с химфака УПИ на кафедру№43 профессора Якова Ефимовича Вильнянского возникло первое научное направление – ионный обмен в технологии редких металлов. В него постепенно влились вчерашние выпускники В.С. Пахолков, В.Н. Оносов, Е.И. Казанцев и др. Первым доктором наук стал В.С. Пахолков, а всего по этому научному направлению на кафедре подготовлено 29 кандидатов наук, 7 из них стали докторами наук.

По мере оснащения вступили в строй лаборатории на кафедре №41 профессора, доктора химических наук Анны Кирилловны Шаровой. Они располагались в подвале факультета металлургии цветных металлов. Там сначала занимались металлургией кальция (Анатолий Александрович Ивакин, выпускник 1951 г., и др.).

С приходом в 1952 г. на заведование кафедрой №41 доцента, кандидата технических наук Василия Григорьевича Власова возникло второе научное направление: термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных процессов в системе уран – кислород. Первым доктором наук по этому направлению стал В.Г. Власов. Впоследствии это научное направление трансформировалось в технологию высокотемпературных материалов и покрытий. Сейчас оно активно развивается под руководством зав. кафедрой РМиН, доктора технических наук, президента Уральского отделения академии технологических наук, профессора, А.Р. Бекетова. Кафедрой по этому направлению подготовлен 31 кандидат наук, из них 7 стали докторами наук.

В 1951 г. аспиранты Иван Фёдорович Ничков и Сергей Павлович Распопин под влиянием идей своего научного руководителя, профессора Михаила Владимировича Смирнова, зав лабораторией электрохимии ионных расплавов УФАН СССР создали третье научное направление – электрохимия солевых и металлических расплавов. Они и стали первыми докторами наук, защитившими диссертации по использованию расплавов в атомной технике. Сейчас научное направление – солевые и металлические расплавы в технологии редких металлов и атомной технике плодотворно развивается. Аспирантами и сотрудниками кафедры этого направления защищено 78 кандидатских диссертаций. Из этих кандидатов стали докторами наук 17 человек.

В общей сложности в своих лабораториях кафедра воспитала 138 кандидатов наук (не считая многих выпускников, которым кафедра помогла «плечами, грудью и спиной …»  выполнить квалификационные работы). Из 138 кандидатов 30 сформировали свои научные направления и стали докторами наук.

В 1957 г. кафедры №41 и №43 были объединены в одну кафедру №43. Впоследствии она получила названия: кафедра металлургии редких металлов, затем кафедра редких металлов; с 2006 г. – кафедра редких металлов и наноматериалов. Кафедрой руководили профессор В.Г. Власов (1952-1962 гг.), профессор С.П. Распопин (1962-1992 гг.); с 1992 г. – профессор А.Р. Бекетов.

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР,

доктор технических наук, профессор                                            С.П. Распопин

Президент УрО АТН, зав. кафедрой РМиН,

доктор технических наук, профессор                                            А.Р. Бекетов

Почетный работник ВПО РФ,

доктор химических наук, профессор                                              Л.Ф. Ямщиков

 
В лабораториях кафедры установлено уникальное научно-исследовательское оборудование, позволяющее проводить исследования мирового уровня. На кафедре развиваются три основных научных направления.
 
Материаловедение и композиционные материалы
Задачам разработки, создания и испытания новых керамических композиционных материалов и покрытий, способных выдерживать высокие температуры и большие механические нагрузки, посвящены исследования, выполняемые группой специалистов под руководством профессора, доктора технических наук, председателя президиума Уральского отделения Академии технологических наук А.Р.Бекетова.
Решение комплекса научных и технических проблем позволило создать и, после успешных испытаний, внедрить на ряде оборонных предприятий новые материалы, обладающие уникальными свойствами.
Физико-химические процессы, составляющие основу технологии синтеза новых материалов, детально изучены и описаны в более чем 400 научных публикациях. Оригинальные решения многих вопросов защищены 52 авторскими свидетельствами на изобретения и патентами.
Синтез новых материалов на основе карбидов, нитридов, оксидов и других тугоплавких соединений успешно реализуется на исследовательской опытно-промышленной установке горячего прессования и спекания тугоплавких керамических материалов.
Последние годы ведутся интенсивные исследования по созданию новых технологий получения нитрида алюминия и материалов на его основе.
Разработаны и созданы установки для получения композиционных порошков.
Исследуются способы нанесения на различные материалы диффузионных покрытий, которые существенно улучшают технологические параметры защищаемых изделий.
В распоряжении исследователей имеются:
  • установка высокотемпературного горячего прессования тугоплавких материалов УГП-2;
  • универсальный высокотемпературный комплекс УВК;
  • лазерный анализатор Anter Flash LineTM 4010;
  • анализатор фрагментов микроструктуры твердых тел SIAMS с комплектом оборудования для пробоподготовки Struers;
  • планетарная мельница Pulverisette 5-A-2;
  • прессовое оборудование с усилием до 300 тонн.
Высокотемпературные технологии получения редких металлов и сплавов
Практически все работы этого научного направления объединены одной общей основой –расплавами, являющимися средой для получения целого ряда редких металлов и сплавов на их основе. Используя металлотермическое восстановление, высокотемпературный электролиз в солевых расплавах и обменные реакции, мы умеем:
  • получать и рафинировать цезий, рубидий, бериллий, скандий, галлий, индий, таллий, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений, уран, торий, редкоземельные элементы;
  • эффективно производить всевозможные сплавы, включающие редкие металлы;
  • избирательно извлекать разнообразные ценные компоненты, такие как уран, нептуний, плутоний, рутений, родий, палладий, изотопы молибдена, америция, кюрия и других металлов из отработанного ядерного топлива.
Решение технологических задач основано на глубоких фундаментальных исследованиях. Благодаря современному оборудованию и собственным теоретическим и прикладным разработкам мы знаем:
  • физико-химические свойства расплавленных солевых и металлических систем и ионно-координационное состояние редких металлов в этих средах;
  • механизмы течения электродных процессов в ионных расплавах;
  • тонкости кинетики хлорирования редких металлов и их оксидов;
  • особенности процессов высокотемпературного вскрытия редкометального сырья;
  • термодинамику и кинетику процессов высокотемпературных процессов получения и рафинирования редких металлов;
  • основы взаимодействия компонентов расплавленных солевых и металлических смесей.
В наших лабораториях установлены:
  • компьютеризированные оригинальные установки для металлотермического восстановления в различных средах, вакуумной сепарации и отгонки
  • вакуумная высокотемпературная печь ИИВП-0,02
  • электролизеры различной мощности для производства редких металлов и сплавов на их основе;
  • электрохимический комплекс на базе потенциостата-гальваностата AUTOLAB PGSTAT 302;
  • термогравиметрический анализатор TGA/SDTA851e/LF/1600 с масс-спектрометром;
  • двухперчаточный бокс с инертной атмосферой MBrawn Unilab 1200/780
  • волоконно-оптические спектрометры Avantes;
  • и другое современное оборудование.
 
Гидрометаллургия редких металлов
Структура атомной промышленности, задачей которой является реализация ядерного топливного цикла, включает в себя значительное количество предприятий со сложной гидрометаллургической технологией. Для совершенствования существующих и разработки новых процессов производства соединений редких и радиоактивных элементов мы исследуем практически все основные этапы их получения
  • выщелачивание;
  • ионный обмен;
  • экстракцию и реэкстракцию;
  • кристаллизацию и сокристаллизацию;
  • электрохимические и окислительно-восстановительные процессы.
Результаты исследований использованы в технологии производства лития, бериллия, циркония, урана, ниобия и тантала, галлия, индия, таллия, скандия и редкоземельных элементов.
Фундаментальные исследования, в основном, связаны с изучением процессов взаимодействия ионов металлов с органическими и неорганическими реагентами. Для этого используются:
  • ИК-спектроскопия;
  • радиометрия;
  • рентгенофазовый и рентгено-флюоресцентный анализ;
  • термогравиметрия.
К услугам преподавателей и студентов:
  • ИК-КР спектрометр Vertex-70 c приставкой RAM-II;
  • дифференциальный сканирующий калориметр DSC823e/400;
  • анализатор размера частиц NIMBUS;
  • высокоскоростной анализатор площади поверхности и размеров пор Nova 1200e;
  • спектрофотометр для ультрафиолетовой/видимой области SHIMADZU UV-2450PC;
  • рентгено-флуоресцентный спектрометр;
  • и другое современное оборудование.
Созданная современная техническая база для широких научных исследований и тесные контакты с производством позволяют решать важнейшие практические и теоретические вопросы гидрометаллургии редких металлов.
Разработанные и внедренные технологии нашли отражение в многочисленных публикациях в научно-технической литературе, а их новизна подтверждена патентами РФ.

 

 

Чтобы быть в курсе всего, что происходит в твоем любимом институте, просто подпишись на нашу полную рассылку и будь первым вкурсе всех новостей!

 

Связь с админом

У тебя произошло что-то очень интересное?

Ты хочешь чтобы о твоей новости узнали?

У тебя есть желание поделиться чем то полезным и интересным?

Это все реально!

Просто отправь свою новость на эту почту jomcity@gmail.com !

И жди свою новость на нашем портале!