Чернее угля и твёрже алмаза

Выставка и семинар «Новые сверхтвёрдые и углеродные материалы» недавно прошли в РЦНК Хельсинки. О визите российских учёных в Финляндию нам рассказал заместитель начальника отдела Министерства образования и науки РФ С.Ф. Скрягин: «Мы видим своей задачей пропаганду за рубежом достижений фундаментальной и прикладной науки России.

Сегодня здесь представлены три организации, которые разрабатывают новые материалы на основе углерода: Технологический институт сверхтвёрдых и новых углеродных материалов (ТИСНУМ), институт Унихимтек, и фирма «Эльбор- абразив».

В обыденной жизни слово алмазы вызывает в памяти копи царя Соломона, блеск ювелирных украшений и поиски сокровищ. Но в современной технике алмазы играют в сотни раз более важную роль, благодаря их уникальным механическим и оптическим характеристикам. Это сверхтвёрдые материалы, новые инструменты на основе углерода и алмазов и, наконец, новые углеродные материалы для огнестойких и изоляционных элементов конструкций.

Все эти разработки найдут применение в промышленности Финляндии. Работы наших учёных уже вызвали интерес со стороны финских партнёров. В частности, это Технический университет в Ювяскюля, Хельсинкский технический университет (ТКК), Технопарк (Отаниеми) и ряд фирм (Оксфорд инструментс, Макролезсистемс).

Выращивание крупных кристаллических алмазов высокой чистоты
О новых возможностях создания и применения искусственных монокристаллов рассказал зав. отделом монокристаллов С.А. Терентьев, представлявший Технологический институт сверхтвёрдых и новых углеродных материалов» (ТИСНУМ): «Нами разработаны оригинальные методы выращивания крупных алмазов до 10 мм (т. е. 5 каратов) высокой чистоты с низким содержанием азота и способы создания алмазов с заданными свойствами, легированных бором. Технология доведена до полупромышленного уровня, так что мы можем продавать готовые алмазы для производства.

Из созданных нами монокристаллов алмаза изготовляют высокопроизводительные диски для работ по стеклу, твёрдым сплавам, специальные диски для обработки стальных изделий. Синтетические алмазные зёрна и алмазный инструмент, созданные в ТИСНУМ являются высоко конкурентной продукцией на мировом рынке и пользуются спросом во многих странах Европы и Азии.

— Многие говорят о создании искусственных ювелирных алмазов и вытеснении ими естественных бриллиантов с рынка. Насколько это верно?
— Уровни производства несоизмеримы. На шахте Южной Африки в день добывают алмазов на 6 тысяч каратов. Нам бы пришлось уставить своими установками площадь в целый район Москвы, чтобы конкурировать с ними. Кроме того, синтетические алмазы ценятся у ювелиров гораздо ниже естественных.
Но наше неоспоримое преимущество — возможность создания алмазов с новыми физическими свойствами, которых не существует в природе. Мы можем изготовлять материалы твёрже и прозрачней природных алмазов. И это уже делается.

— Могут ли искусственные алмазы сделать революцию в электронике?
— Да. Действительно, можно ожидать, что в ближайшие годы появятся новые электронные приборы на алмазах, которые будут потихоньку вытеснять традиционную кремниевую и другую обычную современную электронику.

Противопожарные и конструктивные материалы на базе углерода
О работах института УНИХИМТЕК сообщил зам.заведующего кафедры химических технологий МГУ к.ф.м.н. С.Г. Ионов: «Мы ведём исследования новых углеродных материалов на основе графита.

Наибольший практический интерес представляет терморасширенный графит (пенографит). Разработана новая экологически чистая технология производства веществ, способных вспениваться при нагревании до 120-900°С (управляемый процесс), образуя порошки пенографита. Эти порошки могут прессоваться и прокатываться, что дает возможность получения широкой гаммы новых углеродных и композитных материалов. В частности, таким путем изготовляются необходимые в оптике покрытия, поглощающие всякое излучение, так называемые модели «абсолютно чёрного тела».

Гибкая графитовая фольга ГраФлекс сохраняет все полезные свойства, присущие графиту, и имеет новые потребительские качества: большую упругость и пластичность. Графлекс находит применение в энергетике, нефтяной, газовой, машиностроительной индустрии в виде экранов и покрытий. Материалы на основе графлекса совершили революцию в уплотнительной технике, создав экологически чистые прочные графитовые элементы.

Мировой опыт показывает, что наиболее эффективным способом защиты от пожаров является использование материалов терморасширяющегося типа, которые под действием огня или теплового удара способны увеличиваться в объеме в десятки и сотни раз, образуя объемный слой пены. Этот слой покрывает защищаемые поверхности, заполняет отверстия и щели, изолируя очаг пожара.

Материалы серии “ОГРАКС”, разработанные специалистами УНИХИМТЕК, могут с успехом применяться для защиты от пожаров промышленных и гражданских объектов, в строительстве, на транспорте, в решении специальных задач. Наши материалы на базе терморасширенного графита ГРАФЛЕКС применяются на всех атомных станциях, поставляются во многие страны Европы и Азии.

После печально известного пожара на Останкинской башне в Москве вся её многокилометровая кабельная телевизионная сеть оснащена нашей защитой.

О развитии алмазной промышленности в Новгородской области нам рассказал Алексей Дмитриев, директор фирмы «Эльборабразив»:

— Фирма в небольшом городе Боровичи (65 тысяч жителей) стала выпускать первую продукцию в 2001 г., в начале тысячелетия, что мы считаем добрым предзнаменованием. Мы занимаемся выпуском инструмента на основе искусственных алмазов, созданных по технологии ТИСНУМ. Наш профиль — инструменты для обработки твёрдых и сверхтвёрдых материалов в машиностроении и приборостроении, ювелирном деле. Уже через год мы наладили выпуск широкой номенклатуры абразивных колец, которые удовлетворят любого заказчика.

Кроме того, мы предлагаем потребителям возможность совместной разработки специальных инструментов с технологией применения для их конкретных материалов. Наиболее тесные контакты у нас сложились в финской компанией Массиэкспорт (Ювяскюля), которая стала нашим дистрибьютором в Скандинавии.
 

Владимир Лосев