Об УНУ

Экспериментальный комплекс уникальных стендов и установок предназначен для исследования процессов разрушения, состава и структуры перспективных материалов и нанокомпозитных покрытий. 

Основой комплекса является уникальный, единственный в мире эрозионный стенд, который обеспечивает моделирование влияния условий  соударения (со скоростью до 600 м/с) жидких частиц (с размерами от 20 до 1200 мкм) при взаимодействии с твердой поверхностью на параметры эрозионного разрушения материалов и покрытий. Достижение требуемой скорости соударения образцов с жидкими частицами обеспечивается системой вращения с частотно-регулируемым приводом. Для получения моно- или полидисперсных жидких частиц с размером от 20 до 1200 мкм применяется генератор капель, обеспечивающий  управляемый распад струи жидкости на капли практически одинакового размера при наложении регулярных возмущений заданной частоты за счет импульсов давления от колеблющейся мембраны в некотором объеме жидкости. 

Стенд оснащен системой автоматизированного управления, выполненной на базе локального контроллера и управляющего компьютера. Для мониторинга эксплуатационных параметров стенда используется измерительно-вычислительный комплекс MIC-200, позволяющий обрабатывать и отображать в режиме реального времени данные, поступающие с датчиков стенда (до 24 каналов. Для визуализации процесса взаимодействия твердой поверхности с высокоскоростным потоком жидкости применяется электронно-оптический комплекс,позволяющий получать изображения процесса соударения капель с поверхностью образца. 

В состав комплекса также входят: - установка КУ-1 обеспечивает определение предела выносливости (ограниченного предела выносливости для коррозионно-усталостных испытаний) на воздухе и в коррозионно-активной среде образцов конструкционных материалов с нанокомпозитными покрытиями на базе 5×107 циклов при чистом изгибе с частотой 50 Гц; - установка АИМА – 5 для проведения испытаний на коррозию под напряжением посредством определения периода до зарождения коррозионных язв при фиксированных растягивающих напряжениях;  - микроскоп Axiovert 25СА, который позволяет применять в отраженном свете следующие методы микроскопии: светлое поле, темное поле, контраст DIC, поляризация, флуоресценции, бесступенчатое изменение яркости, позволяет проводить флуоресценцию в отраженном свете альтернативно или совместно со всеми методами проходящего света. 

Отличительным качеством инвертированной модели микроскопа является расположение объектов под предметным столиком, что не ограничивает габариты объекта сверху; - микротвердомерная приставка МНТ-10, который позволяет проводить измерения микротвердости материалов и покрытий по Викерсу или Кнуппу, и состоит из сенсора (индентора) и блока контроля. Имеется возможность размещать сенсор в револьверном устройстве микроскопа. Алмаз сенсора давит на образец, после чего на образце остается отпечаток, который детально виден на микроскопе. Блок контроля позволяет регулировать нагрузку на сенсор и автоматически определять значения микротвердости. Все необходимые параметры и функции вводятся в блок контроля с клавиатуры и отображаются на дисплее; - оборудование для  определения стойкости конструкционных материалов и нанокомпозитных покрытий к воздействию различных коррозионных факторов; - программно-управляемый электронно-оптический цифровой комплекс для скоростной регистрации серии изображений быстропротекающего процесса;  - автоматическая отрезная машина PowerMet-3000 с 3-мя методами резки (вертикальная, горизонтальная, смешанная), оснащенная лазером для позиционирования образцов; автоматический электрогидравлический пресс SimpliMet® 1000 для горячей запрессовки образцов в смолы с электронным контролем температуры и возможностью работать с прямоугольными прессформами; - шлифовально-полировальная машина ВЕТА-1 на два диска с системой подачи воды Multi-jet и регулируемой скоростью вращения до 600 об/мин; - трибометр фирмы CSM Instruments SA, служащий для исследования износостойкости и коэффициента трения скольжения методом «стержень-диск» при различных нагрузках, скоростях и длине пробега. 

С помощью линейного модуля, можно также получить изменение силы трения при поступательном движении контртела по поверхности исследуемого образца. Для выбора условий испытания, приближенных к условиям эксплуатации, компьютерная программа ModelX позволяет проводить расчет стартовых контактных напряжений при известных данных о свойствах материала образца и контртела. При проведении испытаний можно использовать контртело из различных материалов, в зависимости от исследуемого материала. Компьютерная программа InstrumX также дает возможность рассчитать износ на основе полученных с помощью профилометра данных по сечению и глубине бороздки износа; - механический профилометр Dektak 150, предназначенный для регистрации профиля топографии поверхности, определения шероховатости в субнанометровом диапазоне. Прибор может использоваться для работы с тонкими и толстыми пленками, ступеньками высотой менее 100А; - коррозиметр «Эксперт-004», предназначенный для определения скоростей общей и питтинговой коррозии различных металлов и защитных покрытий в жидких средах. 

Экспериментальный комплекс уникальных стендов и установок предназначен для исследования процессов разрушения, состава и структуры перспективных материалов и нанокомпозитных покрытий. Основой комплекса является уникальный, единственный в мире эрозионный стенд, который обеспечивает моделирование влияния условий соударения (со скоростью до 600 м/с) жидких частиц (с размерами от 20 до 1200 мкм) при взаимодействии с твердой поверхностью на параметры эрозионного разрушения материалов и покрытий. 

Достижение требуемой скорости соударения образцов с жидкими частицами обеспечивается системой вращения с частотно-регулируемым приводом. Для получения моно- или полидисперсных жидких частиц с размером от 20 до 1200 мкм применяется генератор капель, обеспечивающий управляемый распад струи жидкости на капли практически одинакового размера при наложении регулярных возмущений заданной частоты за счет импульсов давления от колеблющейся мембраны в некотором объеме жидкости. Стенд оснащен системой автоматизированного управления, выполненной на базе локального контроллера и управляющего компьютера. 

Для мониторинга эксплуатационных параметров стенда используется измерительно-вычислительный комплекс MIC-200, позволяющий обрабатывать и отображать в режиме реального времени данные, поступающие с датчиков стенда (до 24 каналов. Для визуализации процесса взаимодействия твердой поверхности с высокоскоростным потоком жидкости применяется электронно-оптический комплекс, выполненный на базе высокоскоростной видеокамеры ВИДЕОСПРИНТ, позволяющей получать изображения процесса соударения капель с поверхностью образца.

• определение эрозионной стойкости существующих и новых материалов и нанокомпозитных покрытий в энергетике и других отраслях промышленности;

• определение деформационной способности защитных покрытий;

• определение влияния параметров формирования нанокомпозитных покрытий на механические свойства конструкционных материалов (усталостные характеристики на воздухе и в коррозионно-активной среде, коррозия под напряжением;

• проведение комплекса трибологических и металлографических исследований (твердость, микротвердость, структура, морфология поверхности, шероховатость в субнанометровом диапазоне, состав конструкционных материалов и нанокомпозитных покрытий;

• определение коррозионной стойкости материалов и покрытий в средах любой степени агрессивности.

С использованием УНУ получены значимые научные результаты в области: 

- процессов поверхностного разрушения конструкционных материалов под воздействием каплеударной и абразивной эрозии; 

- создания защитных нанокомпозитных покрытий с использованием ионно-плазменных технологий и методов активного физического воздействия (каплеударная и абразивная эрозия и коррозия); 

- определения стойкости к каплеударной и абразивной эрозии существующих и новых материалов и нанокомпозитных покрытий; 

- металлографических исследований, измерения коэффициента трения при скрэтч-тестировании, исследования дефектности конструкционных материалов и защитных покрытий, определения физико-механических свойств материалов и покрытий; 

- определения влияние состава и структуры конструкционных материалов, нанокомпозитных покрытий на износостойкость важнейших элементов оборудования различного назначения; 

- определения влияния режимных параметров формирования покрытий на усталостные и коррозионно-усталостные характеристики конструкционных материалов и покрытий. 

С использованием УНУ были разработаны: 

- методики исследования процессов поверхностного разрушения конструкционных материалов и покрытий, оценки длительности инкубационного периода рабочих лопаток современных паровых турбин после ионно-плазменной обработки в зависимости от каплеударной нагрузки; 

- технические решения по увеличению длительности инкубационного периода каплеударного и абразивного износа на основе применения ионно-плазменных нанотехнологий. 

- опытные образцы нанокомпозитных покрытий, обладающих комплексом защитных свойств, в том числе сочетающих высокую прочность и пластичность, термическую стабильность и стойкость к окислению при высоких температурах.