"Омск Здесь" в рамках проекта 20Х20 продолжает знакомить читателей с талантливой омской молодёжью.
В этот раз мы пообщались с молодыми учёными и узнали, почему сегодня стоит заниматься наукой и как рождаются идеи для исследований.
Ренат Каменов, студент 2 курса аспирантуры ОмГТУ. Уже 7 лет он занимается научной работой на кафедре металлорежущих станков и инструментов. Сейчас Ренат разрабатывает технологию высокоскоростного шлифования керамических материалов.
— Почему вы когда-то выбрал эту профессию? Была детская мечта стать инженером?
Нет, такой мечты у меня не было. Когда в детстве нас спрашивали, кем мы хотим стать, кто-то говорил астронавтом, кто-то музыкантом, а я отвечал "директором прибора". В итоге так и получилось (смеётся). После школы я хотел поступить в МЧС или танковый институт, подал документы, но опоздал со сроками. Нужно было искать другой вариант. Я подумал, что могу получить целевое направление, приехал на завод. В списке специальностей увидел длинное название "конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств и комплексов", почему-то именно его и выбрал. Я только на третьем курсе научился это нормально выговаривать.
— Не жалеете о таком, по сути, случайном выборе профессии?
Я думаю, что случайности не случайны, и всё происходит так, как должно быть. Ни разу не пожалел об этом решении. После бакалавриата я пошёл ещё и в магистратуру по этому направлению, а сейчас уже в аспирантуре.
— Где может пригодиться ваша разработка со сложным названием "технология высокоскоростного шлифования керамических материалов"?
Если быть точным, то мы работаем над обработкой композиционных керамических материалов. Они состоят из множества спечённых друг с другом зёрен. Это новые материалы, которые приходят на замену сталям, которые сейчас используют аэрокосмических и космических отраслях. Они легче и выдерживают более высокие температуры. В будущем именно из этих материалов будут создавать большинство деталей, но их сложно обрабатывать.
— В чем сложность обработки таких материалов?
Керамика, по своей сути, это оксиды каких-либо металлов, например, алюминия или циркония. Они сложны и в производстве, и в обработке. Простым и привычным резанием на станках их обработать не получится, сплав очень хрупкий, по сути как посуда — если что-то не так, то она трескается. Поэтому для обработки используется шлифование.
— Получается, что вы работаете над созданием станка, который позволит обработать эти материалы правильно?
Да, станки, которые есть сейчас, обрабатывают керамику на низкой скорости — 15-30 м/c. От этого на поверхности деталей образуются микротрещины, которые видны под микроскопом. Эти трещины становятся конденсатором напряжения и в дальнейшем приводят к поломке. Моя разработка позволяет обрабатывать материалы при 300 м/c — это скорость полёта самой медленной пули. После такой высокоскоростной обработки поверхность остается чистой.
— На каком этапе исследования сейчас находитесь?
Сейчас я изучаю обработку различных керамических материалов. Скоро мне предстоит защита диссертации.
— Кто-то ещё занимается изучением этого вопроса?
Тех, кто занимается вопросом высокоскоростной обработки керамики, во всем мире единицы. Я знаю только о четырёх группах исследователей. Видел, например, что в этом направлении работают ученые в Китае, но они пока ещё не смогли создать конструкцию круга, которая сможет выдерживать высокие нагрузки. Они добрались до 150 м/с, а дальше их устройство разрушается.
— Когда ваше изобретение смогут использовать на заводах?
Установка уже жизнеспособна. Нужно только понимать для каких целей, возможно, потребуется дополнительная модификация. Сейчас мы можем работать только с плоскими поверхностями, для сложных деталей потребуются дополнительные приспособления.
— Есть ли уже спрос на эту установку?
Да, есть. К нам обращались Омские заводы. Один из них создавал детали из оксида алюминия, им нужно было получить поверхность с минимальной шероховатостью — 0,1 микрометр или меньше. С помощью нашей технологии мы смогли обработать детали в два раза лучше, чем им нужно. Недавно к нам обратилась Московская компания, которая создала новый керамический материал — карбид кремния, укреплённый своими же волокнами. Они не нашли способа его обработки. На низких скоростях материал трескается. Они кинули клич по университетам России, вдруг у кого-то получится. И у нас получилось. На прошлой неделе мы уже отправили им отчёт.
— Планируете ли вы запатентовать своё изобретение?
На эту установку уже есть несколько патентов. По Российским стандартам — это защищённое изобретение. И наша технология обработки уже получила патент, несколько шлифовальных кругов мы тоже запатентовали. Даже если кто-то попытается использовать наши разработки, то, вряд ли у них получится всё правильно сделать, поскольку в обработке таких материалов много тонкостей.
— Как удалось найти эту золотую середину? Методом проб и ошибок?
Да, к сожалению, мне бог не дал терпимости, чтобы сначала всё теоретически и математически доказывать, а потом уже перейти к экспериментам. У меня всё идёт от обратного: я сначала подбираю нужные параметры на практике, а уже потом расписываю данные на бумаге. Это не правильно, но это работает (смеётся)!
Юлия Жданова, студентка 3 курса аспирантуры ОмГТУ. Исследования Юлии получили грант от Российского фонда фундаментальных исследований в размере 1,2 миллиона рублей.
— Наверное, этот вопрос задают вам не первый раз, но всё же, почему Вы выбрали такую "не классическую" для девушки профессию?
Технические специальности сейчас пользуются большим спросом, мало молодых специалистов в металлообработке. Это достаточно перспективное направление для образования и дальнейшей работы. Поступая на такую специальность, я была уверена, что смогу проявить себя в этой отрасли и добиться больших успехов. Мне было интересно всё, что связанно с обработкой и свойствами различных металлов и прочих материалов.
— Почему решили после бакалавриата продолжить обучение в магистратуре, а далее уже в аспирантуре?
Я продолжила обучение для повышения уровня образования. С такой квалификацией, как магистр, легче устроиться на работу и осуществить карьерный взлёт. После окончания магистратуры мне захотелось остаться в университете, и я решила попробовать себя в научной деятельности. Я успешно прошла собеседование со своим, теперь уже, научным руководителем и вступительные испытания.
— Чем вас привлекает научная деятельность?
Наука это, в первую очередь, самореализация и повышение интеллектуального уровня. Человечество просто не способно существовать в незнании. Без участия науки во всех сферах и областях жизни просто невозможно представить прогресс. Человек, который активно увлекается наукой и её бесконечными достижениями станет интеллектуально развитым и свободным от различного рода домыслов. Он сможет объяснить многое не только себе, но и окружающим.
— Почему для исследования был выбран титан и его сплавы? В чем особенность этого материала?
Когда я поступала в аспирантуру, мой научный руководитель Федоров Алексей Аркадьевич кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой "Технология машиностроения" рассказал о том, что их команда уже занимается исследованиями электроэрозионной обработки различных металлов. На тот момент изучением титана и его сплавов никто не занимался. Мне эта тема показалась перспективной, и я решила попробовать себя в ней.
— Если объяснять простыми словами, то в чем новизна этой разработки?
Новизна в том, что мы умеем на самом тонком уровне исследовать поверхностный слой, и знаем, как это влияет на прочностные характеристики титана и титановых сплавов.
— Как и кому, ваши исследования могут пригодиться на практике?
Титан — это уникальный по своим свойствам металл. С каждым днём он получает всё большее распространение в различных отраслях производства благодаря жаропрочности, коррозийной стойкости и других характеристик. Сейчас это один из самых востребованных материалов при изготовлении авиационных двигателей. Также титан и его сплавы активно используют в медицине.
— На каком этапе исследования вы находитесь сейчас?
На данный момент мы изготавливаем лабораторные образцы из титановых сплавов на электроэрозионном станке с различными режимами обработки. Следующим этапом исследования станет анализ образцов на электронном микроскопе и другом оборудовании.
— Вы получили грант на реализацию вашего проекта от РФФИ. Какова была реакция, когда ваши исследования оценили на таком высоком уровне?
Для меня это было неожиданно. Ведь это первый мой грант, так ещё и такого масштаба. Спасибо моему научному руководителю, имеющий солидный опыт в этой области за то, что направляет меня в исследовании.
Фото из личных архивов героев публикации