Научная школа ТГТУ
«Методы и средства неразрушающего контроля
теплофизических свойств материалов и готовых изделий»
Руководитель: д. т. н., профессор Чернышов В.Н.
Цели и задачи научного направления:
Целью научно-исследовательской является разработка новых методов
и средств технологического контроля и технической диагностики
параметров и свойств синтезированных нанообъектов.
Коллективом научного направления решаются следующие задачи:
Разработка методов и устройств изготовления наноструктурных тест
- объектов.
Разработка методов и средств технологического контроля
параметров и свойств синтезированных нанообъектов.
Разработка методов синтеза наноматериалов с прогнозируемыми
свойствами.
Разработка систем оперативного контроля и управления
технологическим процессом производства наноматериалов.
Исследование влияния нанообъектов на модифицированный материал.
Разработка технологии изготовления и контроля модифицированных
материалов.
Математическое моделирование тепловых процессов в исследуемых
физических объектах при импульсном динамическом контактном и
бесконтактном тепловом воздействии.
Математическое моделирование измерительных процедур и цепей,
объектов и условий измерений, при разработке методов ТФХ
материалов и готовых изделий, а также притих метрологическом
анализе и синтезе на аналитической основе или на основе
имитационного моделирования.
Разработка бесконтактных неразрушающих термовлагометрических
методов контроля при использовании СВЧ воздействий на
исследуемые объекты.
Создание методов и реализующих их систем оперативного
неразрушающего контроля и технической диагностики параметров и
свойств исследуемых объектов (включая нано-объекты) с
метрологическим обеспечением данных средств измерения.
Развитие нанотехнологии ставит новые задачи в области
измерительной техники, решение которых требует создания новых
методов и средств контроля параметров технологических процессов
синтеза наноструктурных материалов. Обеспечение единства
измерений контролируемых при этом физических параметров
синтезируемых наноматериалов требует создания квантовых
тест-объектов, поддерживающих и воспроизводящих контролируемые
физические единицы измерений на основе макроскопических
квантовых явлений и фундаментальных физических констант. Эти
задачи относятся к разделу современной метрологии - квантовой
метрологии. Для этих целей необходимо создание метрологической
системы физического тестирования нано-структурных материалов с
использованием тест-объектов.
Коллективом научного направления разрабатываются приборы и
устройства, метрологического контроля наноструктурных
материалов, как в процессе их синтеза, так и при контроле
окружающей среды. Разработанные методы и приборы позволят
автоматизировать производство наноструктурных материалов на
оптимальных режимах. Созданные тест-объекты позволят
сертифицировать приборы технологического контроля и
экологического мониторинга наноматериалов. На базе разработанных
тест-объектов будут проводиться НИР и ОКР по созданию новых
методов и средств многопараметрического контроля нанообъектов.
Данные методы позволят оперативно и достоверно контролировать
свойства синтезируемых материалов и вносить необходимые
изменения в технологические режимы.
Изучается влияние нано-объектов на свойства модифицированных
материалов, с целью разработкитехнологических рекомендаций при
их производстве. Проводится ряд всесторонних исследований
свойств модифицированных материалов.
Основные результаты.
На основе плазмохимических методов разработан метод и устройство
синтеза нанообъектов, позволяющие осуществлять внешнее
воздействие на процесс синтеза в плазме с целью увеличения
выхода нанообъектов с прогнозируемыми свойствами. Разработана
методика спектрального анализа плазмы и проведены исследования
энергетических характеристик плазмы и динамики синтеза
нанообъектов. Разработана методика пробоотбора и подготовки
синтезируемого материала для электронно-микроскопических
исследований, проведены исследования исходных материалов и
синтезированных продуктов. На базе разработанного устройства
синтеза нанообъектов проведены исследования воздействия
энергетических полей на выход синтезируемых нанообъектов.
Разработан кондуктометрический метод определения спектра
топологических и энергетических характеристик наноразмерных
компонентов в суспензии. Разработана методика получения
топологических изображений полей малых возмущений квантовых
объектов, позволяющая выявлять их энергетические характеристики.
Создано математическое описание физических процессов
энергетического взаимодействия нанообъектов с электронным
потоком. Разработаны математическое описание физических
процессов энергетического взаимодействия нанообъектов с
электронным потоком и методика получения топологических
изображений полей малых возмущений квантовых объектов, которые
являются основой разрабатываемого метода обнаружения и
идентификации наноразмерных объектов. Разработан новый метод
обнаружения и идентификации наноразмерных объектов, базирующийся
на энергетическом взаимодействии электронного потока и
исследуемого нанообъекта. В процессе реализации созда¬ются
условия обнаружения нанообъекта в исследуемой среде путем
выявления энергетических характеристик, что вместе с
математической обработкой позволяет в итоге его
идентифицировать. Разработана методика математической обработки
и анализа топологических изображений полей квантовых объектов,
позволяющая получить параметр идентификации - фрактальную
размерность. Создан кондукто-метрический метод обнаружения и
идентификации нанообъектов в жидких средах.
